FIBRE TESSILI NATURALI

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Una fibra è un elemento caratterizzato da flessibilità, finezza e da un elevato rapporto tra lunghezza e diametro: immaginiamo un filo, cioè la derivazione della fibra e ce ne rendiamo conto.

Alcune fibre sono adatte ad applicazioni in ambito tessile: sono le fibre tessili.

Le fibre tessili naturali sono quelle ricavate direttamente dalla natura

Le fibre tessili chimiche sono quelle man-made, ricavate da polimeri naturali (fibre artificiali) o da polimeri di sintesi (fibre sintetiche)

Le fibre tessili naturali hanno un aspetto filamentoso e precise caratteristiche chimiche, fisico-meccaniche e fisiologiche, come ad esempio lunghezza, finezza, tenacità, flessibilità, elasticità, lucentezza, mano, allergenicità, vestibilità,....

I TIPI DI FIBRA NATURALE

Le fibre tessili naturali possono essere:

ANIMALI (proteiche)

-        da seritteri: seta,

da baco da seta Bombyx Mori (seta di gelso, la più pregiata), seta shappe (da bozzoli danneggiati, più opaca e meno pregiata), seta bourette (dai cascami di seta, fibra grossa e irregolare, la meno pregiata) più raramente da altri insetti (seta tussah o seta selvatica o seta etica, tratta da un altro tipo di baco, che non viene soppresso nell'estrazione della fibra, spessa e grezza, meno lucente) o da ragni; bisso, detto seta di mare, derivante dai filamenti secreti da un mollusco dell’area mediterranea. Oggi con il termine bisso si intendono tessuti pregiati, leggerissimi, di cotone o lino, in armatura tela e adatti al ricamo

-        da bulbo:

lana, alpaca, lama, cammello, cachemire, mohair, angora, vicuña, yak, guanaco, cashgora (dal vello dell’incrocio tra capra del cashmere e capra d’angora), castoro, lontra. Le caratteristiche chimiche e fisiche della fibra cambiano a seconda della razza, dell'alimentazione, dell'età, delle condizioni di allevamento. Le lane poco diffuse e provenienti da razze pregiate sono dette lane speciali come, ad esempio, cashmere, alpaca, cammello, angora...

VEGETALI (cellulosiche)

-        da seme:

cotone (dal seme della pianta del cotone - Gossypium - 40 specie conosciute. Le caratteristiche di lunghezza, finezza e colore dipendono molto dal tipo di pianta e quindi dalla regione di origine. Fibra igroscopica, coibente soprattutto se garzata, resistente al calore e alle alte temperature di manutenzione, traspirante, però poco elastica, sensibile agli agenti atmosferici e alle muffe)

-        da frutto: cocco (dalla parte fibrosa della noce di cocco, frutto della palma da cocco, simile alla juta, buon isolante, permeabile al vapore, resistente anche al fuoco, non teme l'umidità, le muffe e i parassiti), kapoc (dai semi dell'omonimo frutto, la fibra naturale più leggera, cava, brillante, soffice)

-        da libro (o liberiane o da stelo):

lino (fibra cellulosica estratta dall'omonima pianta erbacea, nobile e antichissima, altamente igroscopica, anallergica, antistatica, biodegradabile, termoregolatrice, più tenace delle altre fibre naturali, rigida, resistente, sostenibile, nei paesi freddi si ottiene la fibra più lunga e fine adatta al tessile, di massima qualità è quello proveniente da Belgio, Olanda e Francia), canapa (dalla pianta Cannabis Sativa, fibra più grossa del lino, tenace ma poco elastica, idrorepellente, anallergica, termoregolatrice, sostenibile, la migliore è quella italiana), juta (fibra grossolana, meno tenace ed elastica delle altre fibre da libro ma molto igroscopica, si degrada con facilità, biodegradabile, la produzione mondiale è concentrata nella zona del delta del Gange), ramiè (detta anche seta vegetale per la sua lucentezza, morbida, uniforme, elastica ma costosa), ibisco o kenaf, ortica (fibra versatile, traspirante come il lino e la canapa ma lucente e sottile, può essere ritorta e somigliare al cotone, biodegradabile, di costosa estrazione), ginestra (fibra storica piuttosto irregolare e di buona resistenza dall’omonima pianta spontanea nel bacino del mediterraneo, che non necessita di trattamenti), sunn (o canapa del Bengala), henequen (da un tipo di agave), maguey (da altro tipo di agave)

-        da lattice:

caucciù (gomma naturale), l’unica in commercio, ottenuto incidendo la corteccia del c.d. “albero della gomma” coltivato in Amazzonia. Dal lattice si ricava la “para” e dalla para la gomma. La gomma naturale viene stabilizzata (la gomma naturale è morbida al caldo ma molto più rigida all’abbassarsi della temperatura) e rinforzata, resa più resistente con la vulcanizzazione. E’ un elastomero, in gran parte sostituito dagli elastomeri sintetici, più economici.

-        da foglia: abaca (o canapa di Manila, pianta tropicale simile al banano e al platano, dalla quale si trae una fibra resistente e flessibile molto resistente all'acqua), alfa (o sparto, pianta erbacea della famiglia delle graminacee, cresce nelle regioni che si affacciano sulla parte occidentale del Mediterraneo),

sisal (dalle foglie e dal libro dell’agave sisaliana - di questa pianta grassa esistono varie specie, compresa l'aloe vera dalla quale si può estrarre una fibra simile al sisal),

rafia (fibra grossolana, robusta ed elastica da una palma tropicale o sub-tropicale dell’Africa, da non confondere con la paglia che non è una pianta ma è ricavata dai fusti del grano, generando un'altra fibra grossolana, ma fragile e poco tenace)

LA STORIA

Il primo utilizzo delle fibre tessili naturali da parte dell’uomo risale almeno al 5000 a.C., 7000 anni fa, naturalmente generato dal bisogno di indumenti. Gli utilizzi si sono nel tempo naturalmente ampliati e fino alla fine dell’800 le fibre tessili naturali sono state le uniche utilizzate.

La prima fibra tessile utilizzata fu la lana, per produrre i primi tessuti, circa 6000 anni fa. L’utilizzo della fibra di seta ebbe origine in Cina circa 4500 anni fa e per molti secoli non fu conosciuto fuori dai confini del “celeste impero”. L’utilizzo della fibra di cotone ebbe inizio con la rivoluzione industriale, si diffuse sempre più e nei primi anni del ‘900 il cotone rappresentava oltre il 70% della produzione mondiale di fibre tessili.

Proprio nel periodo di massima diffusione della fibra di cotone l’uomo scoprì le tecnofibre, dapprima artificiali, derivate da polimeri naturali (primi anni del ‘900) e poi sintetiche, derivate da polimeri di sintesi (a partire dalla 2^ guerra mondiale). Ma delle fibre man-made parleremo in altro luogo.

I NUMERI

Le fibre naturali rappresentavano nel 1950 l’80% circa del mercato mondiale, oggi rappresentato ancora il 40% circa della produzione mondiale di fibre. La produzione di fibre è raddoppiata dal 2000, per cui le fibre tessili naturali hanno avuto una crescita meno rapida di quelle man-made.

Rappresentano in ogni caso un fattore fondamentale non solo per l’industria tessile ma anche per agricoltori e intere regioni o Paesi, contribuendo alla sicurezza alimentare e allo sviluppo economico degli stessi. Penso al cotone in Egitto, alla juta in Bangladesh, o nel west Bengala la sisal in Tanzania o nel nord del Brasile.

Fonte: Textile Exchange - Preferred fiber & materials market report

Nel 2021 la produzione mondiale di fibre tessili ha raggiunto i 113 mln di tonnellate (rispetto ai 109 del 2020) e le fibre man-made hanno guadagnato ulteriore terreno sulle fibre naturali: circa il 64% delle fibre prodotte nel mondo nel 2021 erano sintetiche, di cui il 56% di materiali derivati ​​da idrocarburi, rispetto al 28% delle fibre naturali. Seguono le fibre cellulosiche e le fibre animali, che mostrano livelli stabili rispettivamente al 6% e al 2% del totale.

In peso, nel 2021 sono state prodotte circa 24 milioni di tonnellate di fibre di cotone (India, Cina, Usa, Brasile, Pakistan i maggiori produttori – la più importante fibra naturale cellulosica), 12,5 di pelli, 15 di gomma naturale (63% da Thailandia, Indonesia e Vietnam), 3,4 di juta (oltre il 90% da India e Bangladesh), 1,95 di lana vergine da pecora (Australia, Cina, Nuova Zelanda i maggiori produttori), 1,3 di cocco (India, Sri Lanka, Thailandia,…), 1,1 di lino (l’Europa e in particolare Francia, Belgio e Olanda rappresentano circa l’80% della produzione mondiale – la più importante delle fibre liberiane, l’unica fibra tessile vegetale “europea”, di prossimità, nobile, anallergica, sostenibile, fresco, tenace, esportata per l’80% in Cina) e a scendere 560.000 tonnellate di piumini e piume (65% da Cina, Polonia, Ucraina), 250.000 tonnellate di canapa (senza THC - Cina maggior produttore – fibra robusta, igroscopica, anallergica, ecosostenibile), 173.000 tonnellate di seta (79% da Cina e 17%  da India) in diminuzione negli ultimissimi anni, 26.000 tonnellate di cashmere (96% da Cina e Mongolia), 6,20 tonnellate di alpaca (quasi esclusivamente dal Perù), 4,6 tonnellate di mohair (capra d’angora proveniente da Sudafrica, Anatolia e Texas). Marginali sono le produzioni di fibre animali di angora (da coniglio), cammello, guanaco, lama, vicuña, yak e le fibre vegetali da ortica, kapok (la fibra più leggera al mondo, con la sua densità di 035 gr/cm³), sisal, ramiè (fibra lucente, morbida ed elastica), loto, rafia, abaca, ginestra e altre: Paesi del sud America e Africa ne sono i principali produttori.

I PREZZI

La produzione di fibre naturali interessa molti Paesi, ma per alcune fibre come lino, lana e seta la produzione si concentra in alcuni Paesi, che operano in un regime di monopolio. Questo elemento si aggiunge alle normali oscillazioni di mercato, dovute anche a clima, ad eventi naturali e valuta di acquisto, nella determinazione dei prezzi.

Inoltre, nell’ambito delle fibre naturali animali, poiché è necessario più tempo per produrre un vello dall’allevamento, c’è una maggiore difficoltà ad adeguare l’offerta alla domanda.

LE PROPRIETA’ CHIMICHE - cenni

Anche le fibre naturali sono composte da molecole (monomeri) che si concatenano formando, con la reazione chimica di polimerizzazione, le macromolecole (polimeri).

Fibre vegetali: la cellulosa costituisce le fibre che avvolgono il seme del cotone, mentre in altre piante è meno pura, mixata con altri costituenti chimici del legno, che vengono separati. E’ un polisaccaride, composta da lunghe catene (polimeri) di glucosio (monomero). Il glucosio è il composto organico (cioè da carbonio) più abbondante in natura. La cellulosa è il principale costituente delle piante e ne rappresenta, in forma fibrosa, fino al 50% ed è altamente cristallina, cioè  caratterizzata da un alto grado di ordine e coesione tra le molecole. L'acqua ne riduce la cristallinità e la resistenza meccanica, portando verso la solubilizzazione della fibra. Quindi l’alta cristallinità delle fibre se da un lato favorisce tenacità, rigidità e stabilità termica, dall’altro sfavorisce allungamento, flessibilità, filabilità e tingibilità.

Fibre animali: sono proteiche e le proteine sono catene di amminoacidi, diciamo dei polimeri naturali, una sorta di poliammide naturale considerati i legami chimici esistenti.

La cheratina ne è il principale costituente, come lo è di altre strutture come capelli, unghie, penne, zoccoli…. ma qui è meglio fermarsi…

LE PROPRIETA’ FISICO-MECCANICHE

Le fibre tessili naturali, come le altre, vengono sottoposte a numerose sollecitazioni meccaniche sia durante le lavorazioni sia durante l’uso del manufatto derivante da fibra e filo, nei vari settori di impiego.

Le proprietà fisico-meccaniche della fibra tessile sono legate a quelle del filo, a quelle del tessuto e a quelle del capo.

Lunghezza: variabile a seconda della specie di appartenenza, vegetale o animale che sia.

La lunghezza minima filabile è 5 mm, normalmente si preferiscono fibre di lunghezza pari almeno a 10 mm.

Legato al concetto di lunghezza c'è anche quello di crettatura o arricciatura della fibra. Per ragioni biologiche la fibra naturale non è mai esattamente rettilinea: l'arricciatura indica il numero di ondulazioni nell'unità di lunghezza. La lana è tipicamente più arricciata di altre fibre naturali e ciò influisce su molte delle sue caratteristiche meccaniche e fisiche come ad esempio igroscopicità e coibenza.

Le fibre più corte si trovano mediamente nella juta e nella canapa (a partire da lunghezze ai limiti del non filabile) e nel lino (10-30 mm), le più lunghe nella lana (40-350 mm). Nei cotoni la lunghezza è variabile perché ci sono quelli a fibra /tiglio corta e a fibra/tiglio extra-lunga: cotone indiano (16-25 mm), cotone americano (20-30 mm), cotone egiziano (30-38 mm), Sea Island (38-52 mm). Fa eccezione la seta, che può essere considerata un filamento continuo poiché da un bozzolo si ottengono fino a 1000 mt. di filamento.

Finezza (sezione): la sezione è raramente circolare, difficilmente misurabile e tipica di ogni fibra. Si esprime come relazione tra massa e lunghezza. La finezza della fibra (espressa in micron) influisce sulla filabilità e tenacità di un filato: a maggior finezza corrisponde maggiore numero di fibre all’interno del filato. La finezza della fibra influenza anche la regolarità del filato oltre alla pienezza, drappeggio, brillantezza e mano del tessuto. Dalla finezza dipende anche la valutazione economica delle fibre e dei fili. Si veda il “titolo” dei filati. Qualche esempio di finezza, in micron: vicuña 6-20, lino 6-30, cotone Sea Island 11-13, cotone makò 12-14, cachemire 13-16, seta 10-22, lana merino 15-30, lane ordinarie 35 e più, juta 20-25, canapa 20-35

Densità/Peso specifico: a un valore basso di densità corrisponde una fibra voluminosa e leggera e il filo avrà un maggior potere coprente. Ad esempio, in ordine crescente, ecco il peso specifico (gr/cm³) di alcune fibre naturali: lana 1,32, seta 1,37, lino 1,44, canapa 1,45, cellulosa 1,50. Il peso specifico di una fibra si riflette quindi sul suo potere coprente e sul peso del tessuto.

Lucentezza: è data dalla rifrazione della luce sulla superficie della fibra: più la fibra è uniforme più è lucente. Dipende sia dalla struttura della fibra che dal processo produttivo. Le fibre naturali sono solitamente meno lucenti di quelle man-made, che spesso vengono opacizzate per renderne l’aspetto più “naturale”. Tra le fibre naturali, poi, un’elevata cristallinità della fibra corrisponde ad un’elevata lucentezza. Eccezione: la seta.

Mano: è una sintesi di vari elementi, di difficile definizione ma essenziale. Si parla, a proposito di fibra, di filo e di tessuto, di sofficità o rigidità, morbidezza, luminosità, di tatto, di tocco, di sensazione soggettiva passando il tessuto tra il pollice e l’indice, di flessione, di scorrimento, di proprietà meccaniche del filo e del tessuto…di mano sostenuta o cascante/lenta se al tatto risulta rigida e poco soffice o al contrario morbida ed elastica, di comfort e adattabilità, di aspetto e di come “casca” un abito quando è indossato

Tenacità: è la resistenza alla trazione, una delle principali proprietà meccaniche richieste a una fibra, perché da essa dipendono la tenacità del filato e del tessuto.

Alla tenacità è legato l’allungamento, cioè la deformazione che una fibra subisce quando sottoposta al carico di rottura. Si misura con un dinamometro. La tenacità varia a seconda che sia misurata a secco o a umido, nel cotone la tenacità a umido aumenta sensibilmente. Esempi di tenacità/allungamento: lana merino 1,5/35, cotone 4/8, lino 5/2, viscosa 2,2/20, seta 5/20, gomma naturale 0,25/600, poliuretano elastomerico 0,8/600. La canapa è più tenace del lino ma ancor meno elastica. La seta da baco ha caratteristiche uniche: una tenacità paragonabile a quella del nylon e del kevlar ma un allungamento decisamente superiore a kevlar e cotone, paragonabile a quello del nylon. Le altre fibre naturali più tenaci sono lino e canapa, intermedio il cotone, bassa la lana. L’allungamento della lana è per contro molto più alto rispetto al cotone e ancor più rispetto a canapa e lino.

Elasticità: è la proprietà delle fibre tessili di tendersi e di recuperare la loro lunghezza originale dopo la rimozione della sollecitazione che ne ha causato l’allungamento: una fibra è elastica se recupera meglio un allungamento subito. L’allungamento totale è composto dall’allungamento elastico (reversibile, che si recupera) e da quello permanente (che non si recupera). La lana compensa la scarsa tenacità con un’elevata elasticità e deformabilità, oltre a essere resistente all’usura e gualcitura e antistatica. Il lino è più rigido del cotone. La seta, di alta tenacità, ha comunque un’ottima elasticità.

Resilienza: la capacità di una fibra di riprendere il proprio spessore dopo aver subito uno schiacciamento. La resilienza della fibra determina la resilienza del filo e del tessuto. Si misura valutando il tasso di ripresa della piega sottoposta a pressione. In altri termini è la capacità della fibra di deformarsi senza subire un cambiamento dimensionale permanente che snerva la fibra (deformazione plastica) in contrapposizione alla deformazione recuperabile (deformazione elastica).

Igroscopicità: capacità delle fibre di assorbire vapore acqueo presente nell’ambiente: è l’attitudine delle fibre ad assorbire umidità, la percentuale massima di umidità che una fibra può assorbire senza apparire bagnata. Le fibre naturali (e quelle artificiali) sono le più igroscopiche e la fibra naturale più igroscopica è la lana, che può assorbire umidità fino al 35-40% del proprio peso senza apparire bagnata. Ottima la prestazione anche della fibra di lino. L’idrofilia è invece la capacità della fibra di assorbire acqua in forma liquida. L’igroscopicità è molto importante anche dal punto di vista commerciale in quanto altera il peso delle fibre e le transazioni sui mercati internazionali avvengono a peso…Il tasso di ripresa convenzionale è la quantità di vapore acqueo che un materiale tessile deve contenere in condizioni normali: viene fissato convenzionalmente per le varie fibre ed è espresso in % sul peso del materiale. Quindi peso a secco + tasso di ripresa convenzionale = peso mercantile sulla base del quale avvengono le contrattazioni commerciali. Alcuni esempi di tasso di ripresa convenzionale: lana 18,25 – juta 17,00 – lino e canapa 12,00 – seta 11,00 - cotone 8,50 – poliammidica filamento 5,75 - poliestere 1,50

Permeabilità all’aria e al vapore: è la capacità o meno della fibra di consentire o meno il passaggio di aria e vapore acqueo, in un tessuto. Naturalmente la fibra influisce sul dato.

Stabilità termica: è la resistenza al calore della fibra. Le fibre naturali non fondono ma si decompongono. Dato fondamentale per la destinazione d’uso di una fibra.

Comportamento al calore: è la capacità ignifuga delle fibre tessili.

Le fibre animali bruciano lentamente, emanando odore di “corno bruciato” e rilasciano residui di combustione, carboniosi e friabili. Le fibre vegetali bruciano velocemente, con fiamma viva e producono odore di “carta bruciata”, generando ceneri impalpabili.

Un tessuto intrinsecamente ignifugo è autoestinguente, non ha subito trattamenti ignifuganti, è privo di sostanze applicate potenzialmente tossiche e le sue proprietà antifiamma non decadono nel tempo. La lana ha la migliore capacità ignifuga intrinseca tra le fibre naturali, che negli altri casi sono considerate molto infiammabili. Il potere ignifugo è misurato dal L.O.I. (Limiting Oxygen Index): i tessuti che intrinsecamente sono autoestinguenti hanno un LOI superiore a 21 (21% è la quantità di ossigeno presente nell’aria).

Qualche esempio di L.O.I: cotone 19, seta 23, lana 25. Tessuti compatti e pesanti resistono meglio di tessuti aperti e leggeri. Un maggiore potere ignifugo si ottiene con i trattamenti FR (flame retardant), possibili anche sulle fibre naturali.

Feltrabilità: è la caratteristica per cui le fibre si saldano tra loro per effetto di un’azione meccanica combinata a calore e umidità. Tipica della lana e di altre fibre animali data la loro struttura. Si favorisce l’aggrovigliamento e l’unione delle fibre tra loro attraverso un processo che nella lana è detto follatura.

Coibenza: è la proprietà delle fibre tessili di essere più o meno isolanti dal calore. E’ intrinsecamente legata alla quantità di aria contenuta dalla fibra, dal filo e dal tessuto. Il lino è una fibra isolante e termoregolatrice, più del cotone. La seta, oltre a essere la fibra naturale più resistente anche se di minimo spessore, è un buon isolante con ottime caratteristiche di termoregolazione. E’ quindi una fibra, contrariamente a quanto spesso si crede, adatta alle 4 stagioni.

Tingibilità: la capacità di una fibra tessile di essere tinta. E’ in relazione alla cristallinità della fibra: più la fibra è cristallina meno risulta tingibile, così come risulta essere meno bagnabile e allungabile. Al contrario, una fibra meno cristallina risulta essere più tingibile, bagnabile e allungabile, ma meno tenace…quando si dice compromesso…si dice tutto.

Stabilità dimensionale: capacità della fibra di mantenere le proprie dimensioni nell’ambiente e nell’uso. Anch’essa è inversamente proporzionale alla cristallinità della fibra e ai legami tra le molecole che la compongono.

Resistenza agli agenti chimici: la capacità della fibra di non mutare le proprie caratteristiche dopo l’esposizione a determinati prodotti chimici. La lana è più stabile e resistente in campo acido e non basico…e infatti i coloranti per la lana sono acidi…ma per fortuna ci sono i laboratori di analisi tessili!

LE PROPRIETA’ FISIOLOGICHE

Riguardano le reazioni che le fibre tessili possono provocare sul corpo umano. Sono legate alle proprietà chimiche e fisiche della fibra ma anche alla costruzione tessile, finissaggio…e confezione! Queste proprietà determinano le caratteristiche d’uso di una fibra, la stagionalità e la fascia di consumatori cui i manufatti sono indirizzati.

Allergenicità: è una caratteristica fisiologica e soggettiva. Le fibre naturali sono sicuramente più ipoallergeniche di quelle artificiali e sintetiche. Creano meno problemi di allergie e irritazioni al contatto con la pelle. Naturalmente c’è poi lo zampino dei coloranti, dei finissaggi e degli appretti, per cui non è detto che l’ipoallergenicità della fibra venga mantenuta nel caso dei tessuti funzionali…

Senso di caldo-fresco: altra caratteristica fisiologica e soggettiva. Dipende dalla coibenza della fibra e da fattori strutturali del tessuto. La lana ha una bassa conducibilità termica ed è molto coibente data la sua struttura arricciata e parzialmente feltrata: contiene un buon volume d’aria ed è un buon isolante termico. Inoltre, essendo igroscopica, emette il calore latente consentendo una sensazione di caldo e asciutto. Essendo isolante, la lana può essere utilizzata anche per capi estivi.

Vestibilità: fa sempre parte delle caratteristiche fisiologiche e non è oggettiva: varia da persona a persona.

Negli ultimi anni abbiamo assistito all’affermarsi di una consapevolezza “ecologica” anche nel tessile, al diffondersi di marchi a garanzia del rispetto di determinati requisiti di prodotto e di processo, di tessuti riciclati e riciclabili, di coloranti “vegetali” più adatti alle fibre naturali e cellulosiche, di fibre “biologiche”, alla riscoperta di piante e valorizzazione di fibre antiche che necessitano di un apporto chimico o idrico limitato o nullo nella coltivazione come, ad esempio, lino e canapa.

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